C语言实现哈希查找之线性探测算法

C语言中实现一个简单的哈希表，并包括线性探测和二次探测再散列处理冲突的功能：

1. 定义哈希表结构

首先，定义一个哈希表的结构，包括存储空间、哈希表的大小等。

2. 实现哈希函数

选择一个合适的哈希函数来计算键值的哈希值。

3. 实现插入和查找功能

使用哈希函数计算元素的哈希值，并将元素插入到哈希表中。如果发生冲突，使用线性探测或二次探测再散列来解决。

4. 计算平均查找长度 ASL

平均查找长度（ASL）可以通过模拟多次查找操作并计算平均查找步数来得到。

5. 实现线性探测和二次探测再散列

线性探测在发生冲突时，顺序查找下一个空闲位置。二次探测再散列则是在冲突时，以二次方的偏移量查找空闲位置。

下面是一个使用线性探测再散列处理冲突的C语言哈希表的简单实现：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define TABLE_SIZE 10  // 哈希表的大小

typedef struct {
    int key;
    int data;
} HashTableItem;

// 使用 -1 表示空闲位置
HashTableItem* hashTable[TABLE_SIZE];

unsigned int hashFunction(int key) {
    return key % TABLE_SIZE;
}

void initHashTable() {
    for (int i = 0; i < TABLE_SIZE; i++) {
        hashTable[i] = NULL;
    }
}

void insert(int key, int data) {
    unsigned int index = hashFunction(key);
    unsigned int startIndex = index;

    HashTableItem *item = (HashTableItem*) malloc(sizeof(HashTableItem));
    item->data = data;
    item->key = key;

    while (hashTable[index] != NULL && hashTable[index]->key != -1) {
        index = (index + 1) % TABLE_SIZE;
        
        // 回到起始位置，表明哈希表已满
        if (index == startIndex) {
            printf("哈希表已满\n");
            return;
        }
    }

    hashTable[index] = item;
}

HashTableItem* search(int key) {
    unsigned int index = hashFunction(key);
    unsigned int startIndex = index;

    while (hashTable[index] != NULL) {
        if (hashTable[index]->key == key) {
            return hashTable[index];
        }

        index = (index + 1) % TABLE_SIZE;
        
        // 如果回到起始位置，则表示元素不在哈希表中
        if (index == startIndex) return NULL;
    }

    return NULL;
}

void printHashTable() {
    for (int i = 0; i < TABLE_SIZE; i++) {
        if (hashTable[i] != NULL && hashTable[i]->key != -1) {
            printf("位置 %d: Key = %d, Data = %d\n", i, hashTable[i]->key, hashTable[i]->data);
        } else {
            printf("位置 %d: 空\n", i);
        }
    }
}

int main() {
    initHashTable();
    insert(1, 10);
    insert(2, 20);
    insert(11, 30); // 将与键1发生冲突
    printHashTable();

    HashTableItem* item = search(11);
    if (item != NULL) {
        printf("找到键 11: Data = %d\n", item->data);
    } else {
        printf("未找到键 11\n");
    }

    return 0;
}

在这个例子中，我们初始化了一个大小为10的哈希表，并实现了插入和查找功能，使用线性探测来处理冲突。